计算机导论 课件全套 吕云翔 第1-15章 计算机和数字基础- 计算机职业与道德

第1章计算机和数字基础主要内容计算机的基础知识计算机的分类和使用计算机的数字数据表示计算机的数字处理计算思维计算机的基础知识计算机的概念：广义：可编程自动化计算设备（机械计算机、电子计算机与计算器等）狭义：电子计算机手摇机械计算机继电器计算机计算机的概念机械计算机——最早的机械计算机由帕斯卡发明，利用齿轮转动原理制成。通过手摇方式操作运算。继电器计算机介于机械计算机和电子计算机之间，全自动继电器计算机Z-3已经具备了浮点计数/二进制运算/数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征。计算机的基础知识计算机的特征：接收输入（键盘、鼠标）处理数据（CPU）存储数据（内存、存储器）产生输出（显示屏、打印机）接收输入输入、提交或传输到计算机系统的一切数据计算机的输入设备有键盘、鼠标等，可以将输入数据转换成电子信号供计算机进行存储与操作处理数据计算机的数据处理是在CPU上进行的，CPU是计算机的运算核心和控制核心大部分现代计算机使用的CPU是微处理器数据存储计算机根据数据使用方式的不同将数据存储在不同的地方正在等待处理的数据被放在内存中，而长期存储的数据则被放在存储器中。输出计算机的输出指的是计算机处理信息后产生的结果计算机的输出形式有文档、图表、图片、视频、音频等计算机的输出设备可以显示、打印、传送输出的结果。计算机的基础知识计算机程序与软件程序的定义：控制计算机执行处理任务的指令集程序构成了软件软件的分类系统软件应用软件开发工具软件的分类系统软件系统软件可分为操作系统和支撑软件，为计算机提供最基本的功能。操作系统是最基本的软件，支撑软件包括CPU监视器、设备驱动器等。系统软件负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。软件的分类应用软件

应用软件是为了某种特定的用途而开发的软件。应用软件可以是特定的程序，如视频播放器等；可以是一组功能联系紧密，可以互相协作的程序的集合，如微软的office套件；也可以是由众多独立程序组成的庞大软件系统，如数据库管理系统等。开发工具

开发工具是用来编制系统软件和应用软件的软件、语言与工具。开发工具包括C++等编程语言、HTML等脚本语言与调试工具等。计算机的分类多种多样的计算机分类方法按计算性能：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机。按使用场景：个人计算机、服务器、大型计算机、超级计算机、手持设备、量子计算机。计算机的分类个人计算机个人计算机是在大小、性能以及价位等多个方面适合于个人使用，并由最终用户直接操控的计算机的统称。包括台式机、笔记本电脑、上网本、平板电脑、超极本、工作站等。数字音频工作站计算机的分类服务器服务器通常是指那些具有较高计算能力，能够提供给多个用户使用的计算机。服务器的高性能主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。服务器计算机的分类大型计算机大型计算机（简称“大型机”）体积庞大，价格昂贵，能够同时为众多用户处理数据。大型机主要用于大量数据和关键项目的计算，例如银行金融交易及数据处理、人口普查、企业资源规划等等。大型计算机计算机的分类超级计算机超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，是一种超大型电子计算机。超级计算机具有很强的计算和处理数据的能力，主要特点表现为高速度和大容量，配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。“天河二号”超级计算机计算机的分类嵌入式计算机嵌入式计算机是嵌入到商品中的微型计算机，用来执行与商品相关的特定功能或任务。洗衣机、彩色电视机、DVD机，甚至电子钟中都包含着嵌入式计算机。现代汽车中的微处理器都属于嵌入式计算机，这些芯片被用来控制汽车完成多种任务，如ABS、点火、车载多媒体设备等。计算机的分类手持设备易于手持并使用的设备：智能手机、Kindle电子书等。手持设备可以分为允许用户安装应用和不允许用户安装应用两大类。允许用户安装应用的手持设备可以归类为手持计算机。计算机的分类量子计算机量子计算机和传统计算机的区别在于它们利用电子、原子核等粒子的工作作为量子位。理论上量子计算机的速度相比于传统计算机以指数方式增长——n个量子位能代表2的n次方，而n个常规位只能代表n。随着量子位数的增加，量子计算机的性能将达到传统计算机难以企及的程度。计算机的兼容性如果两台计算机使用的是同一操作系统，那么它们就是兼容的，即它们可以使用相同的软件和配件，且数据可以在其间便捷地转移。按照兼容性，计算机可以被分为三类：苹果的macOS和IOS微软的Windows和WindowsPhone谷歌的ChormeOS和Android使用计算机的优缺点优点计算速度更加快速准确用很少的空间存储大量的信息从不疲惫开拓视野计算机网络方便人们之间的沟通缺点网络沉迷电磁辐射碎片化时间低头族计算机的数字数据表示数字数据与模拟数据数字数据：离散状态模拟数据：连续值常用的进制系统二进制：0-1十进制：0-9十六进制：0-9、A-F通用规则：逢基数进一十进制系统与二进制系统十进制（基数10）二进制（基数2）00112103114100510161107111810009100110101011101110011111101001十六进制系统十六进制（基数16）十进制（基数10）二进制（基数2）0001112210331144100551016611077111881000991001A101010B111011C121100D131101E141110F151111101610000进制转换十进制转换为其他进制：余数法十进制的数被2（转换成二进制）或者16（转换成十六进制）除，得到商和余数。将余数记录下来，商继续重复上述过程，直到商为0。所有余数倒序排列即是转换后的数字。对于十进制小数：将其小数位乘2（转换为二进制），提取整数部分，再对小数位重复如上操作，直到小数部分为0。将过程中得到的整数部分顺序排列即是转换后的数字。进制转换例：将十进制79转换为二进制（1）用2除该数，得到商和余数（2）对商重复上述过程直到商为0（3）将所得余数倒序排列获取对应的二进制值1001111被除数商余数79391391911991941420210101进制转换例：将十进制小数0.8125转换为二进制小数（1）用2乘该数，取整（2）将所得数的小数部分乘2，取整（3）重复上一步，直到小数部分为0（4）将所得整数顺序排列，得到对应的二进制小数0.1101小数乘2所得数取整0.81251.62510.6251.2510.250.500.511进制转换非十进制转换为十进制：位权法把各非十进制数按权展开，然后求和例：将二进制1111101001.1转换为十进制(1111101001.1)2=1×29+1×28+1×27+1×26+1×25+0×24+1×23+0×22+0×21+1×20+1×2-1=(1001.5)10进制转换二进制与十六进制的相互转换：十六进制一位对应二进制四位例：(F6A9)16=(1111011010101001)2字符编码ASCII码使用指定的7位或8位二进制数组合来表示128或256种可能的字符EBCDIC码Unicode码又可分为UTF-8、UT8-16、UTF-32等汉字编码GB2312、GBK、GB18030-2005等图像编码将图像离散成像素点，每一个点的色彩都可以由一个或一组特定的二进制数来表示图像的像素点声音编码用离散化的点代替连续的波形声波采样点位与字节位（bit，简写b）一位代表着一个二进制数字0或1字节（byte，简写B）一个字节由8个位组成常用简写及换算1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB，1PB=1024TB，1EB=1024PB1MB=8Mb网络带宽的单位通常是Mb/s，文件大小则通常以字节为单位芯片芯片也称微电路、集成电路、微芯片，是指由半导体材料组成的极薄的薄片。常见的芯片封装类型DIP双列直插式PGA插针网络式BGA球珊阵列式CSP芯片尺寸式MCM多芯片模式计算机的数字处理程序通常是由高级编程语言编写的，如C、C++、C#、Java、COBOL等。高级编程语言使用关键字的有限集（如if、for、while、printf等）来形成程序语句，这些语句可用来指挥CPU进行相应的操作。未编译的按照程序设计语言规范书写的文本为源代码。源代码不能直接被计算机识别，必须经过解释器或编译器转换才能被执行。解释器解释器的执行方式类似于日常生活中的“同声翻译”，应用程序源代码一边由相应语言的解释器“翻译”成目标代码，一边执行。解释器在程序运行时，一次只会转换并执行一条语句。在一条语句被执行后，解释器才会转换到下一条语句，如此循环直到程序结束。这种方式效率较低，应用程序不能离开其解释器，但比较灵活，可以动态地调整、修改应用程序。编译器编译器在程序执行之前，就将程序源代码“翻译”成目标代码。编译器能一次性转换一个程序中的所有语句，并将生成的目标代码放在新文件中。使用编译器生成的目标程序可以脱离其语言环境独立运行，使用比较方便、效率较高。但如果需要修改应用程序，则需要先修改其源代码，再重新编译。处理器逻辑微处理器中包含许多个微型元件，这些元件可分为不同种类的单元。算术逻辑单元（ArithmeticLogicUnit,ALU）是微处理器的执行单元，是所有微处理器的核心组成部分。ALU可以进行算术运算和逻辑运算。ALU使用寄存器来存放需要处理的数据，使用累加器来存放处理结果。控制单元是整个微处理器的指挥控制中心，负责程序的流程管理。它根据用户编好的程序，依次从存储器中取出各条指令加载到ALU的寄存器并命令ALU处理。处理器逻辑

处理器逻辑程序启动时，控制单元的指令指针会只想第一条指令的内存地址，控制单元会将该地址中的数据复制到它自己的指令寄存器中以获得相应指令；获取指令后，控制单元会解释指令，获取指定的数据或是让ALU处理；ALU接到控制单元的“开始”信号时就处理寄存器中的数据，并将结果暂时存放于累加器中；然后，这些数据可由累加器发送到内存中或用于另一步处理；ALU执行完操作后，控制单元的指令指针会递增指向下一条指令的内存地址，如此，便完成了一个指令周期。计算思维计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计及人类行为理解等涵盖计算机科学广度的一系列思维活动。在解决实际问题时,要利用计算机高速的计算能力,需要考虑以下3个问题哪些问题能够被计算如何利用计算机系统实现计算如何高效地实现计算计算思维的主要思想符号化思想程序化思想递归思想抽象和分解思想计算思维的主要思想计算机之所以能解决复杂的问题，根本上是因为二进制数0和1能将各种运算转换成逻辑运算实现；问题的表示方式是无穷无尽的，用统一的符号化语言进行表示是解决问题的基础。不管一个问题多么复杂，只要它是可计算的,那么只要将问题的解决过程设计成一系列基础的步骤,之后只需按顺序一步步执行这些基础步骤，就能使问题在整体上得到解决，这种解决问题的思想体现在计算机系统中就是程序化思想。对于计算机系统来说，只要能够完成每个基础步骤，以及实现一个控制基础步骤组合和执行次序的功能，就能解决非常复杂的问题。

计算思维的主要思想

递归思想是指一种计算模式调用这种计算模式本身，把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解。递归思想最为重要的意义在于能够用有限的步骤来定义无限的功能。计算机科学中的许多重要思想如分治思想、回潮思想、迭代思想、动态规划思想等都与递归思想密切相关。计算机系统通过抽象和分解思想来解决庞杂的任务或者设计巨大复杂的系统，通过抽象和分解思想我们可以将一一个大型问题拆分成若干子问题，也可以从整体上对众多烦琐的子问题进行抽象和概括以便于理解,使我们能在不必理解每一个细节的情况下就能够安全地使用、调整和影响一个大型复杂系统的信息。第2章计算机硬件主要内容主板、微处理器和内存存储设备输入输出设备其他设备主板主板又叫主机板、系统板或母板，安装在机箱内，一般为矩形电路板。主板主要由芯片组、扩展槽和对外接口三个部分组成。主板主板芯片组是主板的核心部分，可分为北桥芯片和南桥芯片。其中北桥芯片主要负责CPU、内存和显卡间的通信，南桥芯片负责硬盘等存储设备和PCI总线接口间的通信。扩展槽是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽。对外接口主要包括硬板接口、鼠标键盘接口、USB接口、打印机接口、声卡接口等。微处理器微处理器是用来处理指令的集成电路。微处理器≠CPU（微处理器包括CPU、GPU、APU等）微处理器是主板上最大的芯片，是最重要的、通常也是最昂贵的计算机部件。CPUGPU影响微处理器性能的因素时钟速度总线速度字长缓存容量核心数量指令集处理技术时钟速度时钟速度通常以GHz（千兆赫兹，即1秒钟有10亿个时钟周期）为单位，它代表着处理器中指令的执行速度。微处理器执行的每一项指令都以时钟周期来度量。对不同的指令，需要的时钟周期数从一个到多个不等。例如Intelcorei74770k的主频是3.5GHz，就是说能在1秒钟内运行35亿个时钟周期，但不一定能执行35亿条指令。总线总线速度是指前端总线的频率。前端总线是用来与微处理器交换数据的电路，其频率的高低直接影响着微处理器访问内存的速度，进而影响着微处理器的性能。目前前端总线的频率在1000MHz到2100MHz之间。频率越高代表速度越快。字长字长是指微处理器能够同时处理的二进制数的位数。字长取决于ALU中寄存器的大小以及与之相连接的线路的容量。例如32位处理器ALU中的寄存器是32位的，可以同时处理32位数据。字长越长，意味着处理器在相同的周期可以处理更多的数据。当前的计算机系统通常使用32位或64位处理器。缓存容量微处理器的缓存是专用的高速内存，微处理器访问缓存的速度要比访问内存快大约十倍，大容量的缓存可以提高计算机的性能。CPU的缓存具有多个级别，三级缓存、二级缓存、一级缓存的访问速度依次提高，但单位容量的成本也依次显著增加。以IntelCorei74770k为例，其三级缓存为8MB，二级缓存为1MB，而一级缓存只有128KB。核心数量微处理器可以包含多个处理单元电路，即多核处理器。多核处理器可以带来更快的处理速度。如双核的i52.3GHz处理器等效性能为4.6GHz（2.3×2），四核的i71.8GHz处理器等效性能为7.2GHz（1.8×4）。所以在其他条件没有限制时，i71.8GHz处理器要比i52.3GHz处理器的性能要更好。指令集有些指令集中包含有需要几个时钟周期才能完成的复杂指令，拥有这种指令集的微处理器使用了复杂指令计算机（ComplexInstructionSetComputer，简称CISC）技术。而拥有数量有限且较简单指令集的微处理器使用了精简指令集计算机（ReducedInstructionSetComputer，简称RISC）技术。RISC微处理器执行大部分指令的速度相比CISC微处理器要快，但完成同样的任务需要更多的简单指令。目前大多数个人计算机都采用了CISC处理器，而手持设备大多数采用的是ARM（AdvancedRISCMachines，高级RISC机器）处理器。处理技术微处理器的处理技术可分为串行、流水线与并行三种。串行处理技术使得只有完成一条指令的所有步骤后才开始执行下一条指令。流水线技术可以使得在某些复杂指令完成前就开始执行下一条指令，以提高资源的利用率。并行处理技术则可以同时执行多条指令。流水线技术和并行处理技术都提高了微处理器的性能。微处理器性能当计算机中所有部件高速运转时2，微处理器才可发挥最大功效。超频(overclocking)是指提高计算机部件速度的技术，超频成功后，慢速部件的处理能力可提升到与更快更贵的部件相当。但超频是非常危险的，超频过的部件可能会更热，甚至可能引起火灾。摩尔定律晶体管的密度每隔两年翻倍其他一些计算机元件的发展同样遵循摩尔定律。

硬盘存储容量每隔20个月翻一番芯片速度每隔24个月翻一番摩尔定律已被用来描述一个元件的存储容量或速度翻一倍大约所用的时间长短。戈登·摩尔内存内存用来存放指令和数据，并能由CPU直接随机存取。目前使用的内存可分为：随机访问存储器（RandomAccessMemory，简称RAM）只读存储器（Read-OnlyMemory，简称ROM）CMOSEEPROM随机访问存储器（RAM）RAM中存放了等待CPU处理的原始数据、程序指令，以及临时存放CPU处理后的结果。除此之外，RAM中还存储着操作系统的指令，以控制整个计算机系统的基本功能。RAM是易失存的，即需要电来存放、维持数据。一旦计算机失去电力供应，存放在RAM中的数据就会立刻永久性消失。又可分为DRAM、SRAM、SDRAM及DDR1、DDR2、DDR3等。虚拟内存：当RAM不够用时，操作系统会在硬盘上分配一块区域存储部分程序和数据。只读存储器（ROM）ROM主要存放系统引导程序、开机自检程序等。这些一般是在计算机出厂前由制造商写入的。ROM中的数据一旦写入，只能读，不能被改写。与RAM的易失存性不同，ROM中的数据是永久的，即使断电也不会消失。在打开计算机时，RAM是空的，没有任何指令，因此需要ROM。微处理器可以调用ROM中的程序及指令集，以访问硬盘、找到操作系统并加载到RAM中。加载完成后计算机便能借由RAM正常运行了。内存只读存储器随机访问存储器CMOS及EEPROM对于计算机运行时需要知道的诸如内存、存储器、显示器的配置等信息，ROM和RAM都不适合存储。CMOS中的内容可以随着计算机系统的配置或用户的设置而改变，CMOS芯片可通过主板上集成的小型电池供电，因此关机时其存储的信息不会丢失。EEPROM是非易失存的，它不需要电力就能存放数据，并且在更改计算机系统的配置时，它上面的数据也会更新。由于EEPROM不需要电力供应，因此EEPROM正在取代CMOS技术CMOS及EEPROM主板上的CMOS芯片EEPROM闪存闪存（FlashMemory）是一种长寿命的非易失性（在断电情况下仍能保持所存储的数据信息）的存储器。数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位，区块大小一般为256KB~20MB。闪存是EEPROM的变种，闪存与EEPROM不同的是：EEPROM能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写，而闪存的大部分芯片需要块擦除。由于闪存断电时仍能保存数据,因此闪存通常被用来保存设置信息，如在计算机的BIOS(基本程序)、智能手机、数码相机中保存资料等。内存访问时间内存访问时间是指处理器从内存中读取数据、指令和信息所花费的时间。计算机的访问时间直接影响着计算机处理速度的快慢。例如，内存中访问数据的速度可达到比硬盘中访问数据的速度快20万倍。存储设备目前常用的存储技术有：磁存储光存储固态存储云存储衡量存储技术主要从耐用性、通用性、容量、速度等方面考虑磁存储磁存储技术通过磁化磁盘或磁带表面的微粒来存储数据。可以通过指定微粒的朝向来表示“0”和“1”的序列。典型代表：机械硬盘机械硬盘驱动器由一个或多个盘片及与每个盘片相关的读写头组成。硬盘驱动器运行时，盘片会以每分钟数千转的转速绕固定轴旋转。读写头悬浮在每张盘片上方不到一微米处，可以通过磁化微粒写入数据，也可以通过感应微粒的磁极读取数据机械硬盘的磁头和盘片机械硬盘特点：存储容量较大，单位容量成本较低；耐用性较差，收环境因素和人为因素影响较大。性能：机械硬盘的性能常以容量、访问时间和转速来衡量。盘片越多，磁微粒的密度越大，硬盘容量也越大。硬盘转速越快，磁头定位到指定数据的速度也越快。磁带磁带是一种能够以低成本存储大量数据和信息的磁性图层塑料带。与传统磁带录音机相比，磁带机可以直接读写磁带数据。光存储光存储技术通过光盘盘片表面的平坦程度来表示数据，盘片表面的平坦区域表示二进制“1”，不平坦区域（又称凹点）表示二进制“0”。典型代表：光盘光盘常见类型：CD、DVD、蓝光常见光技术：只读技术、可记录技术和可重写技术

光盘特点：光盘的优点是它们的超大容量及便携性；缺点是访问、保存、修改数据的速度比较慢。双面光盘：为了提高数据存储容量，被制成存储两层数据的圆盘的双面光盘的存储了几乎翻了一番。为获取更大的容量，光盘正朝着两层以上发展，光盘也可以双面录制，但存储在光盘两面的数据不能同时访问。固态存储技术固态存储器有时也称闪存，是通过存储芯片内部晶体管的开关状态来存储数据的。固态存储器不需要读写头，也不需要转动，所以耗电量小，且持久耐用——不会受到振动、磁场、高温等的影响。常见固态存储器存储卡固态硬盘U盘存储卡存储卡可广泛应用于数码相机、媒体播放器等数码产品中。hi算计使用读卡器能够读取并向存储卡中写入数据。多数计算机内置读卡器，这使得计算机和数码产品直接能够互相传输数据。存储卡的类型包括多媒体（Multimedia,MMC）卡、安全数字（SecureDigital,SD）卡、记忆棒等。存储卡固态硬盘固态硬盘（SolidStateDrive,SSD）是一种可替代硬盘驱动器的设备，它在接口的规范和定义、功能和使用方法上与普通硬盘完全相同。在外形与尺寸上也与普通硬盘一致。固态硬盘的读写速度非常快，功耗低，且工作时没有噪声，广泛用作移动设备的主存储设备，一些笔记本电脑和上网本也开始使用固态硬盘替代机械硬盘。固态硬盘U盘U盘（USEFlashDrive）是一种便携式存储设备，它可以使用USB接口与计算机连接，无须驱动器，U盘的核心部分致于拇指大小，但容量很大，适合在计算机之间传输数据。目前，主流的U盘有8GB、16GB的容量，部分U盘的容量可以超过128G甚至达到1TB。U盘的传输速度取决于USB版本。1TB的U盘云存储技术将网络中大量不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能。云存储可以作为单独的数据存储存在，也可以作为云计算的一部分存在。典型代表：亚马逊弹性计算业务（AmazonEC2）云存储技术缺点：黑客可能截获数据，使数据的安全和隐私受到损害；如果云存储服务因为某些原因中断，用户就不能进行数据存取了。全息存储全息存储是一种三维存储系统。全息驱动器将发出的蓝色激光束分成两束——参照光束和数据光束参照光束的角度用于识别存储数据所在的物理位置；数据光束则负责存储数据。全息存储特点：全息存储十分快捷同样大小的全息光盘或全息盒可以比CD、DVD或BD容纳更多的数据数据的检索和读取操作的结果是唯一确定的存储时间长（至少50年）耗能低应用：目前的全息数据存储系统是只读类型的，回味大量数据存储的或快速数据检索的/几乎不修改数据的应用提供存储服务，如：商业数据的存档、医疗记录、电视节目和传感器数据等。存储器比较存储器类型主流容量单位容量花费数据传输速度可移动性耐用性技术机械硬盘80GB-2TB较低较高较低中等磁存储CD700MB低低高较高光存储DVD8.5GB低低高较高光存储蓝光50GB低低高较高光存储固态硬盘32GB-1TB高高较低（内置）/较高（外置）高固态存储U盘2GB-256GB较低中等高高固态存储输入设备常见输入设备：键盘手写板鼠标、触控板、触摸屏、游戏控制器等定点设备热门识别设备：条码读取器无线射频识别（RFID）阅读器生物识别阅读器条码读取器条形码条形码b是通过具有不同宽度或高度的条格来表示数据的光学代码，最常用的是UPC（UniversalProductCode，通用产品代码）和ISBN（InternationalStandardBookNumber，国际标准图书编号）常规的条形码是一维条形码，新型的二维条形码容纳的数据要比一维高几百倍，最常用的二维码是QR（QuickResponse，快速反应）条码读取器条码读取器使用反射光技术或者是图像处理技术将条形码中的条格转换成相应的数字或字母；然后读取出与条形码相关联的典型识别码。无线射频识别阅读器无线射频识别（RFID）技术可以存储、读取和传送位于RFID标签上的数据，RFID标签上包含微型芯片和天线。优点RFID标签只需要阅读器在一定范围内即可完成识别；附加到每个物体上的RFID标签是独一无二的；RFID芯片可以在整个产品生命周期内被更新。应用跟踪物品运动；电子收费；跟踪食品和来源；过境点加快识别旅客的过程。生物识别阅读器生物识别阅读器用于读取一个人的生物特征数据，使得个人的身份可以基于一个特定的、独特的生理特征或个人特征来验证。生物识别阅读器可独立或内置于计算机、移动设备中，也可以内置到其他硬件中。可用于授权用户访问计算机或存储在存储设备上的数据，也可用于电子支付、登录到安全网站，或者导入和导出工作中的数据。输出设备常见输出设备显示器打印机绘图仪音响新兴输出设备3D显示可穿戴式显示器干涉式调制器（IMOD）显示器3D打印机谷歌眼镜显示器与显卡显示器可分为LCD、LED等类型LCD（液晶）显示器，通过对显示器内部液晶粒子的排布组成不同的颜色和图像。液晶显示器机身薄、占地小、辐射小，但色彩不够鲜艳、可视角度不够大。LED（发光二极管）显示器，通过控制半导体发光二极管来显示信息。LED显示器色彩鲜艳、动态范围广、亮度高、寿命长、工作稳定可靠，正在替代LCD显示器，应用于社会的很多领域。显示器与显卡常见显示器参数屏幕尺寸点距分辨率色深视角宽度响应速率显示器与显卡显卡与显示器息息相关。显卡是连接显示器和个人计算机的重要元件，承担着输出显示图形的任务。显卡一般含有图形处理单元（GPU）和专用的视频内存（称为显存），对于图形设计、三维建模、大型游戏等任务来说，一款好的显卡十分重要。显卡可分为核芯显卡、集成显卡和独立显卡三种。打印机主要可分为喷墨打印机、激光打印机和针式打印机。主要参数：分辨率内存打印速度忙闲度打印成本可联网性双面功能新兴的输出设备3D显示器可穿戴式显示器干涉式调制器显示器3D打印机3D打印机其他设备扩展槽扩展槽是主板上用于固定扩展卡并将其连接到系统总线上的插槽，它是一种添加或增强计算机特性及功能的方法。其他设备扩展卡扩展卡又称适配卡、控制卡、接口卡、扩展板等，是一种小型的电路板。它可以使计算机具备控制存储设备、输入设备或输出设备的能力。如网卡、声卡等。其他设备接口和连接线接口，是主板边缘留置的用来与外接设备进行信息交流的插口。连接线负责连通各种设备使之进行信息或能量交流。如USB连接线。其他设备总线总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，是CPU与外部硬件接口的核心。常用参数时钟频率位宽带宽总线带宽=总线时钟频率×总线位宽/8其他设备GPU图像处理器，善于加速图像领域的运算TPU张量处理器，专用于机器学习的芯片NPU神经网络处理器，在电路层模拟人类神经元和突触，并且用深度学习指令集直接处理大规模的神经元和突触其他设备托盘电源风扇散热管等笔记本电脑中的风扇和散热管其他设备托盘台式计算机的电源其他设备水冷散热器带电风扇的散热底座第3章计算机软件主要内容软件的定义与分类App和应用程序常用应用软件办公套件软件版权和许可证软件的定义软件指计算机程序及与之相关的数据，还包含程序的开发文档和管理文档。软件的分类按功能：系统软件与应用软件按载体：左面软件与移动软件按运行地点：本地软件与云软件软件的分类按功能分类系统软件

包括操作系统、设备驱动与实用程序，对计算机硬件进行统一的控制、调度和管理，并为应用软件提供基本的功能支持。应用软件

用来解决特定领域的具体问题。开发工具

用来编写系统软件和应用软件。软件的分类按载体分类桌面软件桌面软件运行在台式计算机或笔记本电脑上，其功能一般较复杂，支持多种输入输出。移动软件移动软件也称应用，运行在移动设备上，功能较简单，且受限于移动性，一般以触摸方式或某个动作作为输入，以文字、图像形式输出。软件的分类按运行地点分类本地软件

本地软件安装在本地的计算机中，运行时由本地的稽山及进行运算与处理。云软件

云软件也称云应用，利用因特网上大量的计算资源进行管理和调度，可以理解为在云端运行，用户只需要一个平台即可进行输入和查看输出。

云软件便于使用、无须下载安装，且可在多种操作系统上使用，可以帮助用户大大降低使用成本，并提高工作效率。App和应用程序WebApp指能使用浏览器进行访问的一系列软件代码随着HTML页面而下载下来，并且在浏览器中被执行。App和应用程序WebAppWebApp特别适合个人级别的任务，如一些基本的文字处理、表格创建、照片编辑、音频记录、视频剪辑、报告设计和个人财务管理等，WebApp中精密复杂的功能在持续增加。由于项目文件存储在网站且很容易被共享，许多WebApp支持几个人呢同时编辑同一个项目。缺点：如果存放数据的网站关闭了，就不能访问应用程序或数据；数据可能曝光或丢失，最好能够做备份。App和应用程序移动App即能够在智能手机或者平板电脑上进行本地安装的应用本地应用程序最传统的应用程序即安装在计算机硬盘中的应用程序便携式软件可以在U盘等可移除设备中运行的软件,不在本地计算机上安装,也不会在本地计算机中留下任何配置数据常用应用软件桌面出版软件：MicrosoftPublisher、AdobeInDesign、QuarkXPress等。常用应用软件音乐软件：包括音乐播放软件及音频编辑软件。常用的音频编辑软件如CoolEdit及其升级版AdobeAudition。常用应用软件图形软件：绘图软件及图像编辑软件。绘图软件如用来绘制矢量图形的CorelDraw、AdobeIllustrator，用于绘制三维图形的AutoCAD等。图像编辑软件如AdobePhotoshop。常用应用软件视频软件：视频播放软件和视频编辑软件。常用的视频编辑软件如CorelVideoStudio（会声会影）和AdobePremiere、AdobeAfterEffects等。常用应用软件地图和定位软件常用应用软件数学软件：帮助进行公式处理、数值计算、数学建模等工作。常用的数学软件有MATLAB、Mathematica等。办公套件办公套件是一整套的方便办公使用的程序，通常包含了文字处理、演示文稿和电子表格。部分办公套件还包括了数据库、画图、邮件管理等模块。 比较热门的办公套件有MicrosoftOffice、AppleiWork等。随着移动互联网时代的到来，以及软件产业服务化逐渐深入人心，办公套件也逐渐向免费化或服务化发展。文字处理文字处理软件用于计算机中文字的编辑、格式化和排版。文字处理软件可以自动完成很多事情，从而可以使用户的精力集中于文字本身，而不用为繁杂重复的事情消耗过多时间。大部分文字处理软件中包含语法检查器、拼写检查器，它们在用户进行文本编辑时会自动检查文本中是否有语法或拼写错误并提醒用户。常用的文字处理软件如MicrosoftWord、ApplePages等。演示文稿演示文稿软件可用于制作包含文字、图像、视频、声音等的幻灯片。用户可以在计算机屏幕或投影屏幕上展示这些幻灯片，并利用其进行工作汇报、企业宣传、产品推介、婚礼庆典、项目竞标、管理咨询等工作。传统的演示文稿软件如MicrosoftPowerPoint、AppleKeynote等。新型的演示文稿软件如Prezi。电子表格电子表格软件可以帮助用户制作复杂的表格、进行数据统计与公式计算，还可以将大量枯燥无味的数据转换成可视性极佳、便于理解的图表并打印出来。电子表格软件可以极大地提高人们对数据的分析能力；对于需要大量重复计算的工作（如计算成绩、估算成本），电子表格软件也有很大用处。常用的电子表格软件有MicrosoftExcel、AppleNumbers等。电子表格利用AppleNumbers可以做出多种多样绚丽的图表数据库Access2013界面截图软件版权和许可证在大多数国家中，计算机软件是有版权保护的。版权限制了购买者对软件的使用方式（例如不能传播和修改软件）。盗版软件是威胁软件产业的主要问题，它不仅打击了软件作者的积极性，破坏了市场秩序，还会对用户造成不良影响。除了软件版权，软件还受许可证的保护。软件许可证是一种合同，由软件作者和用户签订，用以规定和限制软件用户使用软件（或其源代码）的权利，以及作者应尽的义务。软件版权和许可证购买软件实际上是购买软件的使用许可。软件许可证按照允许的使用范围来划分，可分为允许单一用户使用的单用户许可证、允许指定多个数量的用户使用的多用户许可证、允许一定数量软件副本同时使用的并行用户许可证、允许特定区域内使用的定点许可证，等等。常用的软件许可证包括通用公共许可证（GeneralPublicLicense，简称GPL）、BSD许可证（BerkeleySoftwareDistribution）和私权软件许可证等。软件版权和许可证按照许可证的不同，软件又可分为公共软件和专有软件。公共软件不受版权保护（作者放弃版权或版权已到期），可不受限制地使用（如复制、转卖，但不可申请版权）。专有软件受版权和许可证保护，又可细分为商业软件、试用软件、开源软件、免费软件等。软件版权和许可证商业软件是厂商出于商业目的所出售的软件产品，部分商用软件会先以试用软件的形式分发。试用软件可以免费运行，但主要功能或运行时间（如30天以内或最多运行60分钟）等受到限制，用户如果想不受限制地使用，便需要付费购买。开源软件提供了软件的源代码，在发行和使用上没有限制，可以进行销售和修改，但依旧受版权保护。免费软件则可以免费使用软件的全部功能，受版权保护，可以使用、复制和传播，但不能修改和出售。常见的免费软件包括网络游戏、实用程序、驱动程序等。第4章操作系统和文件管理主要内容操作系统基础知识操作系统的功能、分类、加载实用程序与驱动程序文件基础知识文件名和扩展名文件目录和文件夹文件格式文件管理操作系统基础知识什么是操作系统？操作系统（OperatingSystem，简称OS）是计算机最基本的系统软件，它直接运行在计算机的“裸机”上，是系统中所有活动的总控制器，任何其他的软件都需要有操作系统的支持才能运行。操作系统的功能操作系统的功能可以分为控制计算机资源和提供用户界面两大类。操作系统控制着计算机的：处理器资源内存资源存储器资源外围设备资源处理器资源微处理器的每个计算周期都是一种计算资源。计算机运行时会有很多进程竞争计算资源，操作系统负责协调控制。现代操作系统可以使用多任务、多线程、多重处理等技术来保证处理器资源得到充分利用。处理器资源查看当前正在运行的进程内存资源内存为程序提供运行空间，微处理器需要处理的数据和指令都存放在内存中，操作系统为每个程序在内存中分配合适的空间。如果程序需要更大的内存空间，可向操作系统再次申请；如果内存资源不足，有些程序会运行很慢甚至无法运行；如果内存泄漏，会逐渐耗尽所有内存，此时需要终止相应程序或重启计算机。内存资源监视内存的使用情况存储器资源存储器类似于一个档案馆，存储用户的所有文件，操作系统对文件进行管理，记录文件的文件名、存放地点、文件大小等信息。操作系统还可对多而繁杂的文件进行“整理归类”以获取更多的存储空间。当用户要放入新的文件时，操作系统还会为其提供合适的存放地点。存储器资源存储器资源使用程度示例外围设备资源与计算机连接的设备都可视为输入或输出资源。操作系统通过与该设备配套的驱动程序进行与设备的通信，以保障设备的正常使用。计算机的操作系统会确保输入输出是以有序的形式处理的，并可在计算机忙于其他任务时使用“缓冲区”来收集和存放数据。外围设备资源查看连接到计算机的所有设备操作系统的功能提供用户界面：早期的操作系统使用的是命令行界面，它通常不支持鼠标，用户需要通过键盘输入指令（这通常需要用户提前熟记），操作系统接到指令后予以执行。现代的操作系统使用简便易用的图形用户界面，通过对屏幕上显示的图像进行操作，用户可以方便地使用计算机。提供用户界面Windows系统提供的命令行界面操作系统的功能尽管现代操作系统的种类多种多样，但其图形用户界面的组成元素是大体相同的：桌面图标窗口任务栏菜单栏工具栏按钮对话框操作系统的分类操作系统按其应用领域来划分，可分为桌面操作系统、移动操作系统、服务器操作系统等。桌面操作系统是为桌面计算机或笔记本电脑设计的个人用操作系统。它能够实现个人对计算机的几乎所有的需求。移动操作系统是为手持设备如智能手机、平板电脑设计的，移动操作系统更加关注于操作便捷性和应用扩展性。服务器操作系统一般安装在Web服务器、数据库服务器、应用服务器等大型计算机上，具有很高的稳定性和安全性常见桌面操作系统MicrosoftWindows——全球用户量最大的桌面操作系统。（90%市场份额）1983Windows诞生1999Windows98SE1985Windows1.02000Windows20001987Windows2.02000WindowsMe1987Windows3862001WindowsXP1988Windows2862002WindowsXPSP11990Windows3.02003WindowsServer20031991Windows3.0a2004WindowsXPSP21992Windows3.12007WindowsVista1992WindowsforWorkgroups2008WindowsServer20081993WindowsNT2008WindowsXPSP31993Windows3.112009Windows71995Windows952012Windows81996WindowsCE2013Windows8.11998Windows98

常见桌面操作系统MacOS——运行在苹果Macintosh系列计算机上的操作系统。在MacOS上运行Windows虚拟机常见桌面操作系统UNIX和LinuxUNIX是1969年由AT&T公司的贝尔实验室开发的。UNIX一般用于大型计算机中。Linux是一款免费使用和自由传播的类UNIX操作系统，是在1991年由芬兰学生LinusTorvalds开发的。Linux是开源系统，其代码允许被修改，因此目前有许多种类的Linux发行版本，它们都包括了一个Linux内核和其他的程序、工具及图形界面。最流行的Linux发行版本有Ubuntu、Fedora、Debian、Mint、CentOS等。常见桌面操作系统DOS——经典命令行界面系统常见桌面操作系统ChromeOSChromeOS常见移动操作系统iOS：苹果公司开发的移动操作系统，用于iPhone、iPad和iPodTouch等移动设备。AndroidOS：也称安卓操作系统，是谷歌公司为移动设备开发的基于Linux的开源操作系统。WindowsPhone（简称WP）：微软公司发布的移动操作系统。BlackBerryOS：又称黑莓操作系统，是由加拿大的ResearchInMotion公司（现已更名为BlackBerry公司）为其智能手机产品BlackBerry开发的专用操作系统。黑莓操作系统以其处理邮件的能力而闻名。虚拟机虚拟机（VirtualMachine）可以通过软件模拟出具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。它可以利用一台计算机资源模拟出多台计算机，虚拟出来的每台计算机都可运行与之平台相兼容的软件。流行的虚拟机软件有VMwareWorkstation和ParallelDesktop。操作系统的加载对于大多数计算机而言，操作系统存储在硬盘上。在计算机开机时，需要从硬盘上加载操作系统到内存中，并进行相应的处理，计算机才可以正常工作。这个从计算机开机到计算机准备完毕的过程，称为引导过程，或引导计算机。在引导过程中，操作系统的内核（即提供核心服务的部分）会被加载到内存。在计算机运行时，内核会一直保留在内存中，而操作系统的其他部分只在需要的时候才被加载到内存。操作系统的加载引导过程是由存放在ROM中的引导程序完成的，可分为以下几个步骤：通电启动引导程序开机自检识别外围设备加载操作系统检查配置文件，对操作系统进行定制。引导过程完成后，用户便可以正常地使用计算机了。实用程序系统软件除了操作系统外，还包括实用程序。实用程序专门处理以计算机为中心的任务，可以帮助用户对计算机硬件、软件、数据或操作系统进行分析、配置、优化或维护。操作系统一般自带有一套实用程序。在Windows中，实用程序大多包含在“控制面板”中。实用程序常用的实用程序如：杀毒软件备份软件剪贴板管理器压缩软件磁盘检查与磁盘清理磁盘分区文件管理网络设置截屏软件卸载音量设置、键盘设置、电源监控以上一部分可能由操作系统自带的实用程序提供另一部分则需要借助第三方的实用程序。驱动程序驱动程序负责在操作系统和外部设备间建立通信，是操作系统和外部设备间的接口。驱动程序至关重要，如果没有合适的驱动程序，操作系统便无法识别对应的外部设备；如果驱动程序没有正常安装或受到了损坏，对应的外部设备也无法正常工作。操作系统安装时会安装一些自带的驱动程序，以保证硬盘、显示器、光驱、键盘、鼠标等基本硬件的正常运行，但其他硬件，如显卡、声卡、扫描仪、摄像头、网卡等，或是功能较多的鼠标、键盘等，就需要另外安装对应的驱动程序。驱动程序可以通过Windows的“设备管理器”进行管理Windows的设备管理器文件的名称文件的名称包括文件名和扩展名。文件名可以帮助用户区分不同的文件，而扩展名代表着文件的格式。扩展名通常由一个“.”与文件名分开，放在文件名的后面。如“工作报告.txt”中，工作报告是文件名，txt是扩展名，代表这是一个文本文件。文件名需要符合文件命名规范。不同的操作系统有不同的文件命名规范文件命名规范Windows文件命名规范区分大小写不区分允许空格和数字允许禁止出现的字符*\:<>|“/?保留字（即禁止使用的文件名）aux、com_、con、lpt_、prn、nul（对任意的大小写组合均禁止，_代表0-9中的任意一位数字）Mac文件命名规范区分大小写不区分允许空格和数字允许禁止出现的字符:文件目录和文件夹文件目录是计算机对文件建立的索引，操作系统可以通过文件目录找到磁盘上对应的文件。文件目录是一个多级树形结构，可以分为根目录和子目录，子目录通常也称文件夹。在Windows中，每一个磁盘驱动器都有一个根目录，如C盘的根目录是“C:\”。根目录中可以包含若干文件和子目录，而子目录还可进一步包含若干下一级的文件和子目录。文件定位操作系统通过路径来定位一个文件。路径包含了从驱动器到文件夹到文件的定位路线，其中文件夹和文件名间用特定的分隔符区分。如路径“C:\Windows\System32\cmd.exe”中，“C:\”代表C盘的根目录，第一级文件夹是“Windows”，第二级文件夹是“System32”，文件名是“cmd”，扩展名是“exe”。文件格式文件格式代表了存储在文件中的数据的组织排列的方式。不同的数据类型（如音频和视频）采用了不同的文件格式，同一种数据类型也会有多种文件格式（如图像可以存储为BMP、PNG、JPEG等格式）。文件格式通常包括文件头和数据，还可能包括文件终止标记。文件头处于文件数据流的开头，包含了文件的一些诸如文件类型、文件大小、创建时间、修改时间的信息；数据是文件的主题内容；文件终止标记则代表着文件的结束。文件格式文件格式≠扩展名扩展名可以人为修改，而文件格式是固定不变的。扩展名被修改并不能改变文件格式，但可能导致文件不能被正常识别与打开。操作系统通过文件的扩展名来选取合适的程序打开文件，因此一个正确的扩展名十分重要。常用文件扩展名文件类型扩展名DOS下可执行文件exe、com、bat文本txt、rtf、docx、pages声音wav、mp3、aac、m4p图像jpg、bmp、png、tif、gif视频swf、avi、mpg、mp4、mov、wmv网页html、aspx、php压缩文件rar、zip其他xlsx（Excel）、pdf（Acrobat）、pptx（PowerPoint）文件管理隐喻文件管理隐喻是对计算机存储模型的形象化描述，也可称为逻辑存储模型。关于文件管理有两种隐喻：文件柜式。计算机的存储设备相当于文件柜的一个个抽屉。文件夹放在抽屉中，文件则放在文件夹中或放在文件夹的外面。树状结构。树代表了存储设备，树干相当于根目录，树枝相当于子目录。树枝还能分出更小的树枝代表多级子目录，树枝上的叶子代表文件。文件管理隐喻树状结构Windows资源管理器Windows资源管理器（WindowsExplorer）在windows资源管理器中可以方便地找到文件，并对其进行操作，如复制、粘贴、剪切、删除、移动、重命名、设置属性等，还可以同时处理几个文件。在Windows7之后的版本中，提供了“库”以使用户更方便地组织和访问同类的文件夹，库可以通过导航窗格快捷进入。库中存储的并不是整个文件夹，而只是一个文件夹的链接。库也可以直接存储单一的文件按，不过此时文件就真正地物理存放在库中。文件管理技巧使用合适的文件名显示文件的扩展名将文件分类存储到文件夹种使用文件夹的树形结构不要在根目录中存储文件定期备份物理文件存储文件的物理存储模型描述了文件在磁盘或光盘上的存储方式。磁盘磁盘由很多盘片组成，操作系统在初次使用磁盘时会先将其格式化。格式化过程会把盘片分成很多轨道，再进一步把轨道分成扇区。磁盘存储模型的轨道是同心圆式的分布；光盘存储模型与磁盘类似，但轨道是从中心向外螺旋分布的。磁盘的存储模型物理文件存储在磁盘上，操作系统是以“簇”为单位为文件分配磁盘空间的。操作系统使用文件系统来管理存储介质中的文件。每隔一段时间，需要使用磁盘碎片整理程序重新排列磁盘上的文件，使它们存储在相邻的簇中。磁盘整理实用程序中的碎片文件第5章局域网主要内容网络构建基础网络分类网络体系结构局域网的优缺点网络设备网络拓扑结构网络连接通信协议有线网络无线网络局域网应用网络分类计算机网络通常可以按照其规模和地理范围分为以下几类：个人网（PersonalAreaNetwork，简称PAN）。覆盖范围约10米。局域网（LocalAreaNetwork，简称LAN）。覆盖范围一般小于10公里。城域网（MetropolitanAreaNetwork，简称MAN）。覆盖范围在10公里到100公里。广域网（WideAreaNetwork，简称WAN）。可以跨越国界、洲界，甚至是全球范围。因特网是世界上最大的广域网。覆盖范围更大的网络连通了较小型的网络网络分类不同覆盖范围网络间的关系网络体系结构客户机/服务器一台或多台计算机作为服务器,网络上的其他计算机从服务器请求服务P2P每台计算机或移动设备都被称为一个peer,它们具有相同的责任和功能,与P2P网络上的其他计算机和移动设备共享硬件设备(如打印机)、数据或信息局域网的优缺点优点：支持协同工作。支持共用硬件软件。支持共享数据。更方便地使用外部设备和服务。缺点：过于依赖网络互联设备如路由器。不安全性。网络设备在计算机网络中，每一个连接点称作节点，节点可以是计算机、网络设备或网络化外设。网络设备是用于传播网络数据或放大网络信号的电子设备。常用的网络设备有集线器、网桥、路由器、网关、网卡、中继器、交换机、调制解调器等。网络化外设是可以直接连接到网络的设备。最新带有网络功能的打印机、扫描仪等都可看成网络化外设。小型局域网模型网络拓扑结构网络连接有线局域网通过电缆连接各个节点，数据在电缆中进行传输。网络电缆也称双绞线，是用四对铜线缠绕而成的，线的末端接以RJ45接头。常用的网络电缆包括五类线（CAT5）、超五类线（CAT5e）和六类线（CAT6），它们最长支持100米的传输长度。网络连接在城域网和广域网中，信号是在光缆中传输的。光缆由细如头发的光导纤维制成，数据在其中可以以光速传播。常用带宽来衡量网络的数据传输能力。带宽是指单位时间内可传输的最大数据量，常用比特/秒（bps或b/s）度量。带宽较高的通信系统称为宽带，带宽较低的称为窄带。宽带和窄带的划分标准并不是固定的，目前常以4Mbps为分界线进行划分。通信协议数据在网络节点间传输时，需要遵守一系列的通信协议。通信协议可以理解为计算机之间进行相互会话所使用的共同语言，它定义了数据的编码解码方式、传输顺序、电压高低、纠错方式等内容，以确保数据能够顺利地传输。最常用也是最著名的通信协议是TCP/IP协议，它是管理因特网数据传输的协议，且也已成为局域网的标准。网卡网络接口控制器（NetworkInterfaceController，NIC），也称网卡能使设备连接到局域网的电路网卡内嵌在大多数数字设备的电路板中，可作为附加组件电路板和USB设备使用MAC地址与IP地址MAC地址：MAC（MediaAccessControl，介质存取控制）地址对每个网卡是唯一的，它可以用来实现一些低层的网络功能，并在一定程度上确保网络安全。IP地址一般由系统管理员或网络服务提供商分配，分配的IP地址是半永久的，即每次启动计算机时都保持一致；也可使用DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol，动态主机配置协议）协议来自动向DHCP服务器申请IP地址，通过此方式获得IP地址仅限此次联网使用，断网后重新获得的IP地址很有可能是不同的。

MAC地址与IP地址

查询本机的MAC地址IPv4与IPv6IPv4采用了32位四字节二进制数字表示地址，字节间用“.”分割，如。理论上IPv4的范围可以从到55，但实际上有一些范围是不能被使用的。IPv6是下一代的IP协议，它采用128位地址，通常写作8组，每组为四个十六进制数的形式，如FE80:0000:0000:0000:AAAA:0000:00C2:0002。有线网络有线网络通过实体的电缆连接网络设备，信息在电缆中传输。固定电话和有线电视接入都是有线网络广泛应用的例子，部分局域网也采用有线网络进行搭建。有线网络的优点：易配置网络速度快更安全有线网络的缺点：限制了移动性不是所有设备都有有线网络接口布设电缆需要考究以太网以太网（Ethernet）是最普遍的有线局域网技术。按照带宽和采用标准的不同，以太网可分为以下几类：标准以太网，采用了IEEE802.3标准，带宽为10Mbps。快速以太网，采用了IEEE802.3u标准，带宽为100Mbps。千兆以太网，采用了IEEE802.3z标准，带宽为1000Mbps。万兆以太网，采用了IEEE802.3ae标准，带宽为10Gbps。40G/100Gb以太网，采用了IEEE802.ba标准，带宽为40Gbps或100Gbps。以太网查看计算机以太网控制器的速度无线网络无线网络可以采用射频信号、微波或红外线等多种数据传输技术。无线网络的优点：可移动性工作空间更整洁无线网络的缺点：速度较慢覆盖范围易受限制安全隐患只能使用特定的公用频率（2.4GHz、5.8GHz），可能产生信号干扰蓝牙蓝牙（Bluetooth）是一种短距离的无线网络技术，可在两个具有蓝牙功能的设备间建立连接。蓝牙通常不用来建立局域网，而是主要用来将鼠标、键盘、耳机等设备连接到计算机，从而省去它们之间的连接线。典型的蓝牙3.0规范的数据传输速度只有24Mbps，覆盖范围只有10米。蓝牙4.0规范将覆盖范围提升到了约100米，不过还未普遍商用。Wi-FiWi-Fi（WirelessFidelity，无线保真）是在IEEE802.11标准中定义的无线网络技术，通常使用2.4GHz或5GHz（5GHz是专为Wi-Fi预留的频段）的频率进行数据传输。Wi-Fi兼容以太网，因此可以在一个网络中同时使用这两种技术。建立Wi-Fi的两种方式1.无线点对点协议2.无线集中控制协议Wi-Fi的分代Wi-Fi可分为五代：第一代：802.11标准，工作频率2.4GHz，最高传输速率为2Mbps。第二代：802.11b标准，工作频率为2.4GHz，最高传输速率为11Mbps。第三代：802.11g/a标准，其中802.11a工作频率为2.4GHz，802.11g工作频率为5GHz，最高传输速率为54Mbps。第四代：802.11n标准，可在2.4GHz和5GHz两个频段工作，目前业界主流传输速率为300Mbps，理论上最高传输速率为600Mbps。第五代：802.11ac标准，工作频率为5GHz，理论最高传输速率可达3.6Gbps。。蓝牙与WIFI查看计算机是否支持Wi-Fi和蓝牙局域网应用文件共享计算机可以访问局域网内其他设备上的共享文件，并对其进行操作（查看、复制甚至修改）。为了保护文件和系统的安全性，需要限制文件的访问权限。文件的访问权限可以在Windows的“共享”选项卡下的“高级安全”中、对于文件夹属性的权限设置中，或者macOS的共享设置中设定。针对文件共享，Windows还提出了“家庭组”的概念，家庭组中的计算机可以自动共享文件和文件夹。局域网应用网络服务器：如文件服务器等，能够长时间地工作，存储与分享大量的文件。文件服务器还可以提供备份功能。可以将多个设备的备份统一放在文件服务器中，不用再为每个设备单独购买备份介质。局域网应用网络诊断和修复：网络发生问题时，先分析故障来源检查信号强度检查密码是否正确检查开关是否打开查看是否有干扰查看网络设备的有线连接是否稳固，路由器的工作指示灯是否在收发数据如果个别有线连接设备无法访问局域网，查看电缆检查网络设置。确保网络已启用，驱动安装正常局域网应用用于网络诊断和修复的一些实用工具Windows“网络和共享中心”中的“疑难解答”macOS中的“网络实用工具”Windows下，还可再命令提示符中使用ping、netstat、ipconfig等命令进行网络故障排查第三方提供的网络诊断和修复的实用程序一些网络问题可通过重启网络解决，另一些比如硬件故障则不行第6章因特网主要内容因特网基础知识固定因特网接入便携式和移动因特网接入因特网服务物联网因特网基础知识因特网是英语Internet的音译，又称互联网，是世界上最大的广域网。2018年，因特网用户数量突破40亿，占全球总人口超过52%。因特网中的数据量正在以指数级别增长，从地球起源到2003年，人类社会只产生了5EB（1EB=1048756TB）的数据，而现如今每天，都有2.5EB的数据被生成。2012年，整个互联网的数据量是2.8ZB（1ZB=1024EB）。因特网背景因特网（数据来源：villevivante.ch）因特网背景因特网名称与数字地址分配机构（TheInternetCorporationforAssignedNamesandNumbers，ICANN）是一个非营利性的国际组织，成立于1998年10月，负责在全球范围内对因特网唯一标识系统及其安全稳定的运行进行协调，包括因特网协议地址的空间分配、协议标识符的指派，通用顶级域名（gTLD）和地区顶级域名（ccTLD）系统的管理，以及根服务器系统的管理。因特网基础设施因特网的结构可以理解成是一个繁杂而庞大的公路网，其中有城市中的普通公路，有乡间小路，还有连接城市之间的高速公路。因特网主干网类似于高速公路，它由高性能的路由器和光纤通信链路组成，为不同的子网络进行高速的数据交换。主干网链路和路由器是由网络服务提供商（NetworkServiceProvider，简称NSP）维护的。每个NSP都有自己的主干网，不同的主干网之间通过网络接入点（NetworkAccessPoint，简称NAP）连接以进行数据交流。因特网基础设施NSP为大的因特网服务提供商（InternetServiceProvider，简称ISP）提供因特网连接。ISP再向普通用户、企业、或较小的因特网服务提供商提供因特网接入。ISP维护有自己的路由器、通信设备和其他网络设备，用于在用户和互联网间传输数据。ISP还可能会提供多种服务，如电子邮件服务器、域名服务器、文件服务器等。数据从因特网主干网到用户计算机需要经过如下的路径：因特网主干网->NSP路由器->ISP路由器->用户调制解调器->用户局域网路由器->局域网内的用户计算机。数据包在因特网中,信息都是被分成许多小块,以数据包(Packet)的形式来传输的。每个数据包都包含有发送者地址、接收者地址、包序号及所包含的信息。当数据包到达目的地时,它们会按照包序号的顺序重新组合起来。因特网协议生活中常见的因特网协议有以下几种：TCP（TransmissionControlProtocol，传输控制协议），负责创建连接并交换数据包。IP（InternetProtocol，因特网协议），为每个连入因特网的设备提供唯一的地址。HTTP（HyperTextTransferProtocol，超文本传输协议），主要用于浏览器和服务器间的数据传输FTP（FileTransferProtocol，文件传输协议），负责在用户计算机和服务器间传输文件。POP（PostOfficeProtocol，邮局协议），将电子邮件从服务器传送到客户端。SMTP（SimpleMailTransferProtocol，简单邮件传输协议），将电子邮件从客户端传送到服务器。VoIP（VoiceoverInternetProtocol，因特网语音传输协议），负责传输语音消息。BitTorrent（比特流），在分散的客户端之间传输文件。因特网协议在众多因特网协议中，TCP/IP协议是最基本的，TCP/IP是一个协议簇，包括TCP、IP、FTP、SMTP、UDP、ICMP、RIP、TELNET、ARP、TFTP等许多协议。TCP负责数据传输并发现传输中的问题IP负责为每个设备分配唯一的IP地址因特网地址——IP地址IP地址可以用来进行网络上设备的定位，IP地址可变，但在固定时间唯一。IP地址一般由系统管理员或网络服务提供商进行分配，分配的IP地址是半永久的。目前常用的IP地址有两类：IPv4和IPv6IPv4采用32位4字节二进制数表示地址，通常写作十进制数的形式，并被据点分为4个8位组，如。IPv6是下一代的IP协议，采用128位地址，通常写作8组，每组为4个十六进制数的形式，如FE80:0000:0000:0000:AAAA:0000:00C2:0002因特网